KR101591871B1 - 각 층의 구별이 용이한 적층구조의 등산화용 겉창의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 각 층의 구별이 용이한 적층구조의 등산화용 겉창의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 겉창의 하층(바닥면과의 접촉면)은 부틸고무를 사용하고, 그 상층(중창 또는 갑피와의 접착면)은 범용고무가 적층되어 구성되는 등산화용 겉창에 있어서, 상기 상층과 하층의 고무 조성물을 육안으로 용이하게 구별할 수 있도록 하며, 이로 인해 상층과 하층의 고무조성물의 이월 발생에 따른 등산화 겉창의 접착문제, 난슬립특성 등의 성능저하 문제를 사전에 확인 및 해소할 수 있기 때문에 등산화 완제품에 대한 불량 문제를 해결할 수 있도록 하는, 각 층의 구별이 용이한 적층구조의 등산화용 겉창의 제조방법에 관한 것이다.

Description

각 층의 구별이 용이한 적층구조의 등산화용 겉창의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING OF LAMINATED CLIMBING SHOES OUTSOLE WITH EASILY DISTINCTIVE LAYER}
본 발명은 겉창의 하층(바닥면과의 접촉면)은 부틸고무를 사용하고, 그 상층(중창 또는 갑피와의 접착면)은 범용고무가 적층되어 구성되는 등산화용 겉창에 있어서, 상기 상층과 하층의 고무 조성물을 육안으로 용이하게 구별할 수 있도록 하는, 각 층의 구별이 용이한 적층구조의 등산화용 겉창의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 부틸고무는 가스투과성이 낮아 타이어용 이너 라이너(inner liner)나 방진소재, 자동자용 튜브 등으로 많이 사용되고 있으며 또한 난슬립 특성이 매우 우수하기 때문에 등산화 겉창 소재로 사용하고 있다.
아울러, 등산화 겉창 소재로써의 부틸고무는 앞서 언급했듯이 미끄러짐에 대한 안전성 확보와 등산시 바닥면과의 접지력의 향상을 통해 착화안정성을 개선시켜준다는 면에서는 난슬립성이 우수한 부틸고무를 사용하는 등산화 겉창소재가 소비자들이 선호하는 있는 추세에 있다.
그러나 부틸고무를 기재로 사용한 등산화 겉창을 제조하는 제조업체에서는 중창이나 갑피에 대한 부틸고무의 접착특성이 떨어져 제품의 불량률이 높다는 문제를 가지고 있다.
이를 개선하기 위해서 선처리 공정으로 겉창의 접착면에 버핑을 하여 접착력을 개선시키는 노력도 시도하고 있으나, 이러한 버핑공정은 산업폐기물의 발생과 소음 그리고 버핑에 따른 제품의 불량 등의 여러 가지 문제점들을 야기시키고 있다.
또한 일반적으로 부틸고무의 접착제는 고가의 CR(chloroplene)계 용제형 접착제를 사용하기 때문에 접착비용의 증가와 더불어 과량의 유기용제의 사용에 따른 작업환경이 취약해 문제가 있다.
따라서, 최근들어 수지나 범용고무와 부틸고무를 혼용하여 상기와 같은 난접착성을 해결하려는 시도가 이루어지고 있다.
그러나 일반적으로 부틸고무의 경우 수지나 범용고무와의 상용성이 낮기 때문에 혼용 사용시 난습립 특성이 현저히 떨어지며, 특히, 범용고무와의 가교 접착시 가교속도 차이가 심하고 상용성이 떨어져 계면 분리가 발생하는 것이 일반적이다.
즉, 부틸고무의 가교 사이트가 적기 때문에 황가교에 있어서 가교속도가 매우 느린 반면에 범용고무의 경우 상대적으로 부틸고무와 비교하여 황가교 시스템에서의 가교 활성도가 높기 때문에 가교속도가 빠른 특징을 가진다. 이러한 이유로 부틸고무와 범용고무의 가교 접착시 가교속도의 차이로 인하여 가교 접착에 어려움이 있다.
종래의 부틸고무를 기재로한 조성물의 성능을 높이기 위한 수지상이나 고무상과의 접착기술에 대한 기술을 살펴보면, 타이어 이너 라이너 제조에서 있어서 부틸고무와 수지층을 맞붙인 상태에서 이들에 전자선을 조사하여, 상기 부틸고무와 수지층 사이에 공가교를 도입함으로써 접착하는 방법도 개발되어 있다. 그러나, 상기 방법에서는 부틸고무와 수지층 사이의 접착강도가 사용되는 수지층과 부틸고무 부재의 재질에 의존하여 변화되기 때문에 접착강도를 유지하기 위해 각각의 재질의 선택이 제한적이다.
한편, 관련 기술로써, 수지층과 인접고무 부재의 접착에서 간접접착제 또는 에폭시계 고극성 고무를 사용하여 접착하는 기술을 사용하였으나, 이러한 간접 접착제나 고극성 고무의 경우 고가이며, 배합제의 유리전이 온도가 높아 겨울철에 균열이나 내저온성이 나쁜 특징을 가지기 때문에 반복적인 굴곡을 받는 신발용으로는 부적합하다.
한편, 특허문헌 1에서는 열가소성 엘라스토머의 수지 적층체를 고무 조성물 부재에 접합시키고, 이 수지-고무 적층체로 된 부재에 전자선을 조사한 후 가황함으로써 가교를 도입하는 방법을 제안하였다.그러나 상기 방법은, 전자선 조사 및 가황에 의해 고무층에 탄소-탄소 결합 및 황 가교가 도입되기 때문에 불균일한 망상구조가 될 수 있어 고무층의 내열화성이 떨어지며, 접착층이 없이는 성형시 계면의 박리가 되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 특허문헌 2에서와 같이, '접착성과 난슬립성이 우수한 등산화용 겉창 및 이의 제조방법'을 선출원하여 등록(대한민국 등록특허공보 제10-1311264호)받은 바 있다.
구체적으로 상기 특허문헌 2는 겉창의 하층(바닥면과의 접촉면)은 부틸고무를 사용하고 그 상층(중창 또는 갑피와의 접착면)은 범용고무를 적층하여 겉창을 구성함으로써, 바닥면에 대한 부틸고무의 난슬립성을 그대로 유지시키면서도 중창이나 갑피와의 접착면에 대한 접착력은 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
하지만 상기 특허문헌 2의 경우, 상기 하층의 부틸고무층과 상층의 범용고무층이 동일 색상으로 구성될 경우, 부틸고무층이 범용고무층의 표면으로 이월되거나 또는, 범용고무층이 부틸고무층 측으로 이월되었을 때, 이를 구별하기가 매우 어려운 문제점이 있었다.
즉, 상기와 같이 하층의 부틸고무층이 상층의 범용고무층으로 이월되었을 때 중창 또는 갑피의 접착면인 범용고무층에서 접착불량이 발생하게 되며, 반대로 상층의 범용고무층이 하층의 부틸고무층 측으로 이월되었을 때 겉창의 난슬립특성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 상기 하층의 부틸고무층과 상층의 범용고무층이 동일 색상으로 구성될 경우, 성형 시 각 층의 고무조성물이 바뀌어 성형되는 사고가 발생할 우려가 있으며, 이로 인해 제품에 불량이 발생하게 되는 문제점이 있었다.
: 일본 공개특허공보 제2007-276235호 "タイヤの製造方法" : 대한민국 등록특허공보 제10-1311264호 "접착성과 난슬립성이 우수한 등산화용 겉창 및 이의 제조방법"
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 겉창의 하층(바닥면과의 접촉면)은 부틸고무를 사용하고, 그 상층(중창 또는 갑피와의 접착면)은 범용고무가 적층되어 구성되는 등산화용 겉창에 있어서, 상기 상층과 하층의 고무 조성물을 육안으로 용이하게 구별할 수 있도록 하는, 각 층의 구별이 용이한 적층구조의 등산화용 겉창의 제조방법을 제공함을 과제로 한다.
따라서, 본 발명은 상층과 하층의 고무 조성물의 적층 성형시 각 층의 구별을 용이하게 할 수 있음에 따라, 상층과 하층의 고무조성물의 이월 발생에 따른 등산화 겉창의 접착문제, 난슬립특성 등의 성능저하 문제를 사전에 확인 및 해소할 수 있기 때문에 등산화 완제품에 대한 불량 문제를 해결할 수 있도록 하는, 각 층의 구별이 용이한 적층구조의 등산화용 겉창의 제조방법을 제공함을 다른 과제로 한다.
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본 발명은 부틸고무층 제조단계(S1)와, 범용고무층 제조단계(S2) 및, 가교접착단계(S3)를 포함하여 구성되는, 적층구조의 등산화용 겉창의 제조방법에 있어서,
상기 범용고무층 제조단계(S2)가,
범용고무로 이루어진 기재 100중량부에 대해서, 금속산화물 2 ~ 5 중량부, 스테아린산 0.5 ~ 1.5 중량부, 실리카 30 ~ 60 중량부, 실란커플제 0.5 ~ 4 중량부 및 폴리에틸렌글리콜 0.5 ~ 1.5 중량부를 온도 90 ~ 110℃의 니이더에서 10 ~ 13분간 믹싱한 후, 시인성 첨가제 5 ~ 20 중량부를 상기 니이더에 투입하여 1 ~ 2분간 믹싱하고, 롤밀에서 가황제 0.5 ~ 1.5 중량부 및 가황촉진제 0.5 ~ 2 중량부를 투입하여 쉬트 상으로 범용고무층을 제조하는 것을 특징으로 하는, 각 층의 구별이 용이한 적층구조의 등산화용 겉창의 제조방법을 과제의 해결 수단으로 한다.
본 발명은 겉창의 하층(바닥면과의 접촉면)은 부틸고무를 사용하고, 그 상층(중창 또는 갑피와의 접착면)은 범용고무가 적층되어 구성되는 등산화용 겉창에 있어서, 상기 상층과 하층의 고무 조성물을 육안으로 용이하게 구별할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같이 상층과 하층의 고무 조성물의 적층 성형시 각 층의 구별을 용이하게 할 수 있음에 따라, 상층과 하층의 고무조성물의 이월 발생에 따른 등산화 겉창의 접착문제, 난슬립특성 등의 성능저하 문제를 사전에 확인 및 해소할 수 있을 뿐만 아니라, 적층 성형시 작업자들이 각각의 컴파운드 구별이 용이하여 성형불량 발생을 줄일 수 있으며, 이로 인해 등산화 완제품에 대한 불량 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 층의 구별이 용이한 적층구조의 등산화용 겉창의 구성을 나타낸 실물사진
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 각 층의 구별이 용이한 적층구조의 등산화용 겉창 조성물의 제조방법을 나타낸 흐름도
도 3은 본 발명에 따른 실시예 1과, 비교예 1의 등산화용 겉창을 비교한 실물사진
본 발명은 상기의 효과를 달성하기 위한 각 층의 구별이 용이한 적층구조의 등산화용 겉창의 제조방법에 관한 것으로써, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하, 본 발명에 따른 각 층의 구별이 용이한 적층구조의 등산화용 겉창 조성물을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 각 층의 구별이 용이한 적층구조의 등산화용 겉창 조성물은 바닥면과의 접촉면에 부틸고무층이 구성되고, 상기 부틸고무층의 상측에 범용고무층이 적층되어 구성되는 적층구조의 등산화용 겉창 조성물에 있어서, 상기 범용고무층이 시인성(visibility) 첨가제를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 상층의 범용고무층과 하층 부틸고무층을 육안으로 용이하게 구별할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 부틸고무층은, 부틸고무를 기재로한 다양한 조성을 적용할 수 있으나, 일 실시예로써 부틸고무 100 중량부에 대하여, 금속산화물 2 ~ 5 중량부, 스테아린산 0.5 ~ 1.5 중량부, 실리카 30 ~ 60 중량부, 실란커플제 0.5 ~ 4 중량부, 폴리에틸렌글리콜 0.5 ~ 4 중량부, 가황제 1.5 ~ 2.5 중량부, 가황촉진제 1 ~ 4 중량부를 포함하여 이루어진다.
한편, 본 발명에서 사용되는 부틸고무는 부틸고무(IIR)와 브로모 부틸고무(BIIR) 및 염소화 부틸고무(CIIR)를 단독 혹은 혼용하여 사용할 수 있다.
아울러, 상기 범용고무층은 범용고무로 이루어진 기재 100중량부에 대해서, 금속산화물 2 ~ 5 중량부, 스테아린산 0.5 ~ 1.5 중량부, 실리카 30 ~ 60 중량부, 실란커플제 0.5 ~ 4 중량부, 폴리에틸렌글리콜 0.5 ~ 1.5 중량부, 시인성 첨가제 5 ~ 20 중량부, 가황제 0.5 ~ 1.5 중량부 및 가황촉진제 0.5 ~ 2 중량부를 포함하여 이루어진다.
한편, 본 발명에서 사용되는 범용고무는 일반적으로 신발의 겉창에 범용으로 사용되는 고무를 의미하는 것으로, 다양한 조성을 적용할 수 있으나, 일 실시예로써 천연고무 25 ~ 40 중량%, 부타디엔고무 20 ~ 50 중량%, 스티렌-부타디엔고무25 ~ 40 중량%를 사용한다.
구체적으로 상기 천연고무는 후술되어질 실리카와 친화성이 높고 실리카의 보강성을 향상시킬 수 있는 고무로써, 천연고무의 사용량이 25 중량% 미만일 경우에는 실리카와 친화성이 떨어져 실리카의 보강성이 저하될 우려가 있고, 40 중량%를 초과할 경우에는 성형성이 저하될 우려가 있으며, 상기 부타디엔고무는 뛰어난 기계적 강도와 내마모성을 향상시킬 수 있는 고무로써, 부타디엔고무의 사용량이 20 중량% 미만일 경우에는 오픈롤밀 작업성은 향상될 수 있지만 기계적 강도, 내마모성 등과 같은 물성이 저하될 우려가 있고, 50 중량%를 초과할 경우에는 부타디엔 고무의 흐름성이 낮기 때문에 오픈롤밀 작업성이 저하될 우려가 있다. 그리고, 스티렌-부타디엔고무는 고무 컴파운드의 경도와 기계적 강도를 유지하며, 컴파운드의 점착성을 조절하여 보관성을 개선시킬 수 있는 고무로써, 스티렌 고무의 사용량이 25 중량% 미만일 경우에는 고무 조성물의 경도, 기계적 강도와 같은 물성이 저하될 우려가 있고, 스티렌 고무의 사용량이 40 중량%를 초과할 경우에는 고무 조성물의 경도가 향상되어 성형성이 저하될 우려가 있다.
한편, 본 발명에서 사용한 금속산화물, 스테아린산, 실리카, 실란커플제, 폴리에틸렌글리콜, 가황제 및 가황촉진제는 겉창에 일반적으로 사용되는 첨가제로써 그 상세한 설명은 생략하며, 본 발명의 출원인에 의해 선출원되어 등록된 특허문헌 2를 참조할 수 있다. 아울러, 상기 첨가제에 대한 함량을 일 실시예로 상기와 같이 기재하였지만, 여기에 한정되는 것은 아니고 겉창의 종류, 사용환경 또는 기재의 종류에 따라 가변적일 수 있다.
본 발명의 시인성 첨가제는 상층의 범용고무층에 투입하여 하층의 부틸고무층과 구별을 용이하게 하기 위해 사용한 것으로, 범용고무층의 제조시 5 ~ 20중량부를 사용하는데, 그 사용량이 5중량부 미만에서는 부틸고무층과의 구별 효과가 떨어지며, 20중량부를 초과할 경우, 범용고무의 점도상승에 따른 부틸고무층과의 점도차이에 따른 가교접착시 계면이 분리될 우려가 있다.
한편, 상기 시인성 첨가제로는 마이카 또는, 알루미나를 사용한다.
먼저, 마이카는 고무와의 상용성을 높이기 위해서 마이카 100 중량부에 대하여 실란커플링제 0.5 ~ 2 중량부로 표면처리한 후, 110 ~ 130℃에서 1 ~ 3시간 열처리한 것으로, 평균 입자경이 150㎛ ~ 2mm인 것을 적용한다.
이때, 평균입자경이 150㎛ 미만에서는 부틸고무층과의 구별 효과가 떨어지며, 2mm를 초과할 경우, 고무와의 상용성 저하에 따른 범용고무의 기계적 강도가 현저히 저하되며, 가교속도에 영향을 미치어 부틸고무층과 범용고무층의 접착에 문제가 발생된다.
아울러, 상기 마이카의 표면처리시, 실란커플링제의 함량이 0.5 중량부 미만일 경우, 고무와의 상용성이 떨어져 기계적강도의 저하가 나타나며, 2중량부를 초과할 경우, 범용고무의 가교속도에 영향을 주어 적층성형시 접착특성이 떨어져 부틸고무층과 범용고무층의 계면분리가 되는 문제가 있다.
한편, 상기 마이카를 열처리 하지 않을 경우, 니이더에서 분산시 기계적 전단력에 의해서 마이카의 입자경이 150㎛ 이하로 줄어들어 부틸고무층과의 구별성이 떨어지는 문제가 있다. 따라서, 상기와 같이 110 ~ 130℃에서 1 ~ 3시간 열처리를 하게 되는데, 열처리 조건이 상기 범위를 벗어날 경우, 고무와의 상용성이 저하될 우려가 있다.
아울러, 마이카 표면 처리용 실란 커플링제는 비닐트리에톡시실란, 비닐트리(2-메톡시에톡시)실란 등의 비닐실란이나, 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-메트랍토프필트리메톡시실란, 비스(트리에톡시실리프로필)테트라설페인, 티오시아나토프로필트리에톡시실란 등으로 사용할 수 있으며, 이들 중에서 본 발명에서는 가황가교에 적합한 비스(트리에톡시실리프로필)테트라설페인, 티오시아나토프로필트리에톡시실란을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
다음으로, 알루미나 역시 고무와의 상용성을 높이기 위해서 알루미나 100 중량부에 대하여 이산화티탄 0.5 ~ 2 중량부로 표면처리한 후, 110 ~ 130℃에서 1 ~ 3시간 열처리한 것으로, 평균 입자경이 150㎛ ~ 2mm인 것을 적용한다.
이때, 평균입자경이 150㎛ 미만에서는 부틸고무층과의 구별 효과가 떨어지며, 2mm를 초과할 경우, 고무와의 상용성 저하에 따른 범용고무의 기계적 강도가 현저히 저하되며, 가교속도에 영향을 미치어 부틸고무층과 범용고무층의 접착에 문제가 발생된다.
아울러, 상기 알루미나의 표면처리시, 이산화티탄의 함량이 0.5 중량부 미만일 경우, 고무와의 상용성이 떨어져 기계적강도의 저하가 나타나며, 2중량부를 초과할 경우, 범용고무의 가교속도에 영향을 주어 적층성형시 접착특성이 떨어져 부틸고무층과 범용고무층의 계면분리가 되는 문제가 있다.
한편, 상기 알루미나를 열처리 하지 않을 경우, 니이더에서 분산시 기계적 전단력에 의해서 마이카의 입자경이 150㎛ 이하로 줄어들어 부틸고무층과의 구별성이 떨어지는 문제가 있다. 따라서, 상기와 같이 110 ~ 130℃에서 1 ~ 3시간 열처리를 하게 되는데, 열처리 조건이 상기 범위를 벗어날 경우, 고무와의 상용성이 저하될 우려가 있다.
또한, 본 발명에서 적층구조의 등산화 겉창의 부틸고무층과 범용고무층의 구별을 하기 위한 방안으로 각 층의 색상를 차별화하여 구별하는 방안도 있다.
이하, 본 발명에 따른 각 층의 구별이 용이한 적층구조의 등산화용 겉창 조성물의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 각 층의 구별이 용이한 적층구조의 등산화용 겉창 조성물의 제조방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 부틸고무층 제조단계(S1), 범용고무층 제조단계(S2) 및 가교접착단계(S3)를 포함하여 구성된다.
구체적으로 살펴보면, 부틸고무층 제조단계(S1)는, 부틸고무 100 중량부에 대하여, 금속산화물 2 ~ 5 중량부, 스테아린산 0.5 ~ 1.5 중량부, 실리카 30 ~ 60 중량부, 실란커플제 0.5 ~ 4 중량부, 폴리에틸렌글리콜 0.5 ~ 4 중량부를 온도 90 ~ 100℃의 니이어(kneader)에서 10 ~ 15분간 믹싱한 후, 롤밀(roll mill)에서 가황제 1.5 ~ 2.5 중량부, 가황촉진제 1 ~ 4 중량부를 투입하여 쉬트(sheet) 상의 부틸고무층을 제조한다.
상기 범용고무층 제조단계(S2)는, 천연고무 25 ~ 40 중량%, 부타디엔고무 20 ~ 50 중량%, 스티렌-부타디엔고무25 ~ 40 중량%로 이루어진 기재 100중량부에 대해서, 금속산화물 2 ~ 5 중량부, 스테아린산 0.5 ~ 1.5 중량부, 실리카 30 ~ 60 중량부, 실란커플제 0.5 ~ 4 중량부 및 폴리에틸렌글리콜 0.5 ~ 1.5 중량부를 온도 90 ~ 110℃의 니이더에서 10 ~ 13분간 믹싱한 후, 시인성 첨가제 5 ~ 20 중량부를 상기 니이더에 투입하여 1 ~ 2분간 믹싱하고, 롤밀에서 가황제 0.5 ~ 1.5 중량부 및 가황촉진제 0.5 ~ 2 중량부를 투입하여 쉬트 상으로 범용고무층을 제조한다.
상기 가교접착단계(S3)는, 상기 제조된 부틸고무층과 범용고무층을 적층하여 고온(150 ~ 170℃), 고압(110 ~ 120kg/cm2)의 프레스(press)에서 12 ~ 17분 동안 성형하여 가교 접착하여 이루어진다.
여기서, 상기 각 제조공정에 적용되는 온도, 압력 등의 조건을 벗어날 경우, 부틸고무층 또는 범용고무층의 물성이 저하되거나 성형 후, 상기 부틸고무층과 범용고무층 서로 박리되는 등 불량이 발생할 우려가 있다.
한편, 상기 시인성 첨가제 및, 이외에 부틸고무층과 범용고무층에 사용된 각 조성물에 대해서는 이미 상술하였으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것을 아니다.
1. 시인성 첨가제의 제조
(제조예 1)
마이카 100 중량부에 대하여 실란커플링제 0.5 중량부로 표면처리한 후, 110℃에서 1시간 열처리하여 평균 입자경이 150㎛인 시인성 첨가제를 제조하였다.
(제조예 2)
알루미나 100 중량부에 대하여 이산화티탄 2 중량부로 표면처리한 후, 130℃에서 3시간 열처리한 것으로, 평균 입자경이 2mm인 시인성 첨가제를 제조하였다.
2. 등산화용 겉창의 제조
(실시예 1)
부틸고무 100 중량부에 대해서 산화아연 3 중량부, 스테아린산 1 중량부, 폴리에틸렌글리콜 3 중량부, 실란커플제 3 중량부, 실리카 50 중량부를 컴파운드 혼련기인 니이더(kneader)에서 100℃ 온도로 약 12분동안 혼련하여 컴파운드를 제조하고, 이 컴파운드를 오픈 롤밀에서 가황제 1.8 중량부, 가황촉진제 2.2 중량부 투입하여 균일하게 혼합시킨 후 3 ~ 4mm의 쉬트상의 부틸고무층을 제조하고, 다음으로 천연고무 25 중량%, 스티렌-부타디엔고무 50 중량%, 부타디엔고무 25 중량부% 구성된 기재 100 중량부에 대하여, 산화아연 3 중량부, 스테아린산 1 중량부, 폴리에틸렌글리콜 1 중량부, 실란커플제 1 중량부, 실리카 50 중량부를 컴파운드 혼련기인 니이더(kneader)에서 100℃ 온도로 약 10분동안 믹싱한 후, 상기 제조예 1에 따른 시인성 첨가제 5 중량부를 투입하여 약 2분간 믹싱하여 컴파운드를 제조하였다. 그리고 이 컴파운드를 오픈 롤밀에서 가황제 0.7 중량부, 가황촉진제 1.0 중량부 투입하여 균일하게 혼합시킨 후 1 ~ 2mm의 쉬트상의 범용고무층을 제조한 후, 상기 부틸고무층과 범용고무층을 금형에 적층한 후 160℃, 120kg/cm2의 프레스 조건에서 약 15분간 프레스 성형하여 제조하였다.
(실시예 2)
부틸고무 100 중량부에 대해서 산화아연 3 중량부, 스테아린산 1 중량부, 폴리에틸렌글리콜 3 중량부, 실란커플제 3 중량부, 실리카 40 중량부를 컴파운드 혼련기인 니이더(kneader)에서 100℃ 온도로 약 12분동안 혼련하여 컴파운드를 제조하고, 이 컴파운드를 오픈 롤밀에서 가황제 1.8 중량부, 가황촉진제 2.2 중량부 투입하여 균일하게 혼합시킨 후 3 ~ 4mm의 쉬트상의 부틸고무층을 제조하고, 다음으로 천연고무 40 중량%, 스티렌-부타디엔고무 20 중량%, 부타디엔고무 40 중량부% 구성된 기재 100 중량부에 대하여, 산화아연 3 중량부, 스테아린산 1 중량부, 폴리에틸렌글리콜 1 중량부, 실란커플제 1 중량부, 실리카 30 중량부를 컴파운드 혼련기인 니이더(kneader)에서 100℃ 온도로 약 10분동안 믹싱한 후, 상기 제조예 2에 따른 시인성 첨가제 10 중량부를 투입하여 약 2분간 믹싱하여 컴파운드를 제조하였다. 그리고 이 컴파운드를 오픈 롤밀에서 가황제 0.7 중량부, 가황촉진제 1.0 중량부 투입하여 균일하게 혼합시킨 후 1 ~ 2mm의 쉬트상의 범용고무층을 제조한 후, 상기 부틸고무층과 범용고무층을 금형에 적층한 후 160℃, 120kg/cm2의 프레스 조건에서 약 15분간 프레스 성형하여 제조하였다.
(비교예 1)
실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 상기 제조예 1에 따른 시인성 첨가제를 3 중량부만 사용하였다.
(비교예 2)
실시예 2와 동일한 방법으로 제조하되, 실리카를 30 중량부만 사용하고, 상기 제조예 2에 따른 시인성 첨가제를 25 중량부 사용하였다.
(비교예 3)
부틸고무 100중량부에 대해서 산화아연 3 중량부, 스테아린산 1 중량부, 폴리에틸렌글리콜 3중량부, 실란커플링제 3 중량부, 실리카 50 중량부를 컴파운드 혼련기인 니이더(kneader)에서 100℃, 약 12분동안 혼련하여 컴파운드를 제조하였다. 니이더 작업을 끝난 컴파운드는 오픈 롤밀에서 기재 100 중량부에 대해서 가황제 1.8 중량부, 가황촉진제 2.2 중량부 투입하여 균일하게 혼합시킨 후 3 ~ 4mm의 쉬트상으로 제조하고, 다음으로 천연고무 40 중량%, 스티렌-부타디엔고무 20 중량%, 부타디엔고무 40 중량%로 구성된 기재 100중량부에 대해서 산화아연 3 중량부, 스테아린산 1 중량부, 폴리에틸렌글리콜 1 중량부, 실란커플링제 1 중량부, 실리카 40 중량부, 상기 제조예 1에 따른 시인성 첨가제 20 중량부를 컴파운드 혼련기인 니이더(kneader)에서 100℃, 약 13분동안 컴파운드를 제조하였다. 니이더 작업을 끝난 컴파운드는 오픈 롤밀에서 가황제 0.7 중량부, 가황촉진제 1.0 중량부 투입하여 균일하게 혼합시킨 후 1 ~ 2mm의 쉬트상의 범용고무층을 제조한 후, 상기 부틸고무층과 범용고무층을 금형에 적층한 후 160℃, 120kg/cm2의 프레스 조건에서 약 15분간 프레스 성형하여 제조하였다.
상술한 바와 같이, 실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 3의 배합비를 정리하면 아래 [표 1]과 같다.
구성성분 실시예 비교예
1 2 1 2 3
하층 상층 하층 상층 하층 상층 하층 상층 하층 상층
기재 부틸고무1) 100 - 100 - 100 - 100 - 100 -
천연고무2) - 25 - 40 - 25 - 40 - 40
부타디엔 고무3) - 50 - 20 - 50 - 20 - 20
스타이렌-부타디엔 고무4) - 25 - 40 - 25 - 40 - 40
산화아연5 ) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
스테아린산6 ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
실란커플링제7 ) 3 3 2 2 3 3 2 2 2 2
실리카8 ) 50 50 50 40 50 50 50 30 50 40
폴리에틸렌글리콜9 ) 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1
시인성 첨가제 - 5 - 20 - 3 - 25 - 20
가황제10 ) 1.8 0.7 1.8 0.7 1.8 0.7 1.8 0.7 1.8 0.7
가황촉진제11 ) 2.2 1.0 2.2 1.0 2.2 1.0 2.2 1.0 2.2 1.0
주)
1) ExxonMobil, IIR 268
2) 베트남산, SVR 3L
3) 금호석유화학, KBR01
4) 금호석유화학, SBR1502
5) ㈜피제이켐텍, Zinc oxide
6) LG화학, stearic acid
7) Degussa, Si-69
8) Rhodia, Zeosil 155
9) 그린케미칼, PEG4000
10) 미원화학, sulfur
11) ㈜삼원켐, M,DM,TS
3. 물성평가
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 3에 의해 겉창에 대하여 아래의 시험방법에 준하여 특성을 평가하여 그 결과를 [표 2] 및 도 3에 나타내었다
1) 접착강도 : KSM 6518 방법을 사용하여 측정하였다.
구분
 단위
 실시예 비교예
1 2 1 2 3
부틸고무층과 범용고무층의 구별성 ○/× ○ ○ × ○ ×
접착강도 kg/cm 7.5 6.5 7.0 2.2 6.8
피착제 파괴 유/무 유 유 유 무 유
○ : 구별됨
× : 구별되지 않음
상기 [표 2] 및 도 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1 및 2에 따른 겉창은 부틸고무층과 범용고무층의 적층성형 후 각 층의 구별성이 양호하고 계면의 접착강도 역시 양호하였으나, 비교예 1의 경우에서는 시인성 첨가제의 사용량이 5 중량부 미만으로 사용하여 구별성이 떨어지는 것으로 나타났으며, 비교에 2의 경우 시인성 첨가제의 사용량이 20 중량부를 초과하여 사용함에 따른 계면의 접착력이 떨어지는 문제가 발생하였다. 비교예 3의 경우에는 범용고무층의 제조시 2단계 공정(범용고무 기재, 금속산화물, 스테아린산, 실리카, 실란커플제 및 폴리에틸렌글리콜의 1차 믹싱 및, 시인성 첨가제 투입후 2차 믹싱)을 거치지 않고, 시인성 첨가제를 동시에 투입하여 믹싱함에 따라 시인성 첨가제의 입자경 감소에 따른 부틸고무층과 범용고무층의 구별이 안되는 것으로 나타났다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 각 층의 구별이 용이한 적층구조의 등산화용 겉창의 제조방법을 상기의 바람직한 실시 예를 통해 설명하고, 그 우수성을 확인하였지만 해당 기술 분야의 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
S1 : 부틸고무층 제조단계
S2 : 범용고무층 제조단계
S3 : 가교접착단계

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 부틸고무층 제조단계(S1)와, 범용고무층 제조단계(S2) 및, 가교접착단계(S3)를 포함하여 구성되는, 적층구조의 등산화용 겉창 조성물의 제조방법에 있어서,
    상기 부틸고무층 제조단계(S1)는, 부틸고무 100 중량부에 대하여, 금속산화물 2 ~ 5 중량부, 스테아린산 0.5 ~ 1.5 중량부, 실리카 30 ~ 60 중량부, 실란커플제 0.5 ~ 4 중량부, 폴리에틸렌글리콜 0.5 ~ 4 중량부를 온도 90 ~ 100℃의 니이어(kneader)에서 10 ~ 15분간 믹싱한 후, 롤밀(roll mill)에서 가황제 1.5 ~ 2.5 중량부, 가황촉진제 1 ~ 4 중량부를 투입하여 쉬트(sheet) 상으로 부틸고무층을 제조하며,
    상기 범용고무층 제조단계(S2)는, 천연고무 25 ~ 40 중량%, 부타디엔고무 20 ~ 50 중량% 및 스티렌-부타디엔고무 25 ~ 40 중량%로 이루어진 기재 100중량부에 대해서, 금속산화물 2 ~ 5 중량부, 스테아린산 0.5 ~ 1.5 중량부, 실리카 30 ~ 60 중량부, 실란커플제 0.5 ~ 4 중량부 및 폴리에틸렌글리콜 0.5 ~ 1.5 중량부를 온도 90 ~ 110℃의 니이더에서 10 ~ 13분간 믹싱한 후, 시인성 첨가제 5 ~ 20 중량부를 상기 니이더에 투입하여 1 ~ 2분간 믹싱하고, 롤밀에서 가황제 0.5 ~ 1.5 중량부 및 가황촉진제 0.5 ~ 2 중량부를 투입하여 쉬트 상으로 범용고무층을 제조하고,
    상기 시인성 첨가제는, 실란커플링제로 표면처리 및 열처리된 마이카 또는, 이산화티탄으로 표면처리 및 열처리된 알루미나를 사용하되,
    상기 실란커플링제로 표면처리 및 열처리된 마이카는, 마이카 100 중량부에 대하여 실란커플링제 0.5 ~ 2 중량부로 표면처리한 후, 110 ~ 130℃에서 1 ~ 3시간 열처리한 것으로, 평균 입자경이 150㎛ ~ 2mm인 것을 사용하며,
    상기 이산화티탄으로 표면처리 및 열처리된 알루미나는, 알루미나 100 중량부에 대하여 이산화티탄 0.5 ~ 2 중량부로 표면처리한 후, 110 ~ 130℃에서 1 ~ 3시간 열처리한 것으로, 평균 입자경이 150㎛ ~ 2mm인 것을 사용하고,
    상기 마이카 표면 처리용 실란 커플링제는 비닐트리에톡시실란, 비닐트리(2-메톡시에톡시)실란, 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-메트랍토프필트리메톡시실란, 비스(트리에톡시실리프로필)테트라설페인 또는 티오시아나토프로필트리에톡시실란을 사용하며,
    상기 가교접착단계(S3)는, 상기 제조된 부틸고무층과 범용고무층을 적층하여 150 ~ 170℃의 온도, 110 ~ 120kg/cm2의 압력으로 프레스(press)에서 12 ~ 17분 동안 성형하여 가교 접착하는 것을 특징으로 하는, 각 층의 구별이 용이한 적층구조의 등산화용 겉창 조성물의 제조방법.
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